به گفتهٔ دانشمندان، شما در کنار کرم‌چاله‌های نامرئی زندگی می‌کنید — و ممکن است این‌ها واقعیت‌تان را دگرگون کنند
- چرخش نانو‑کرم‌چاله‌ها می‌تواند تضاد در ثابت‌های کیهانی‌مان را توضیح دهد.
- کرم‌چاله‌ها مقدار پارامتر ریاضی‌ای به نام جملهٔ گاوس‑بنت را افزایش می‌دهند.
- تقویت یک جملۀ در معادله‌ای پیچیده به دانشمندان کمک می‌کند تا توضیح دهند چگونه نتایج ممکن است تغییر کنند.
دانشمندانی در یونان چارچوبی ریاضی ارائه کرده‌اند تا شکاف هنوز حل‌نشده‌ای را که در درک ما از مقیاس‌پذیری گرانش تا کل ابعاد جهان وجود دارد، توضیح دهند.
به‌ویژه، کیهان‌شناسان هنوز نمی‌توانند توجیه کنند که گسترش جهان چگونه در «دوران نسبی اخیر کیهانی» — یک اصطلاح بسیار نسبی — افزایش یافته است؛ زیرا تمام تلاش‌های تا کنون برای عددی‌کردن این تغییر، با مدل‌های ریاضی موجود در تضاد هستند. دانشمندان یونانی پیشنهادی بسیار خاص دارند: کرم‌چاله‌های میکروسکوپی که ماهیت و چگالی آن‌ها می‌تواند تکه‌های گمشده را پر کند. این اوربیزهای فضا‑زمان تنها به کمی تنظیم دقیق از نظریه‌های موجود در زمان حال نیاز دارند.
در مقاله‌ای که در نشریه بازبینی‌شده منتشر شده است Physical Review D از انجمن فیزیک آمریکا، نویسندگان توضیح می‌دهند که «ثابت کیهانی مثبت» که برای توصیف گسترش جهان ما به کار می‌رفت، در عوض مشکلات ریاضی ایجاد کرده است: “[Q]تحلیل میدانی کوانتمی پیش‌بینی می‌کند که مقدار تا ۱۲۰ مرتبه ده‌گانی بزرگ‌تر از مقدار مشاهده‌شده است.”
یک مرتبه اندازه‌گیری صرفاً برابر با چند برابر ۱ به ۱ نیست؛ بنابراین ۱۲۰ مرتبه اندازه‌گیری احتمالاً بسیار بیشتر از ۱۲۰ بار بزرگ‌تر است. اما اگر احتمال زنده‌ماندن از صدمه‌دیدن به رعد و برق حدود یک به‌از ۱۵۳۰۰ باشد، ۱۲۰ برابر بزرگ‌تر شدن به یک به‌از ۱۲۷ می‌رسد. (از چند خوانندهٔ دقیق‌نظر که برای توضیح اینکه ۱۲۰ مرتبه اندازه‌گیری بسیار، بسیار بیشتر از ۱۲۰ بار است، تشکر می‌کنیم! با مقدار واقعی، تقریباً مطمئن هستید که مورد رعد و برق قرار می‌گیرید.)
اگر بخواهیم دو امکان را متعادل کنیم، دانشمندان توضیح می‌دهند که باید حداقل یک عامل پیچیده‌ساز جدید اضافه کنیم. دو پیشنهاد اصلی برای این، نخست، تغییر ثابت کیهانی که با مفهوم انرژی تاریک توضیح داده می‌شود؛ یا دوم، تعمیق نظریهٔ ما دربارهٔ رفتار گرانش در مقیاس کیهانی، از یک پس‌زمینهٔ صاف به یک پیچیدگی ناهموار و شبیه خلیج.
این مقاله پیشنهاد می‌کند که هر دو گزینه ترکیب شوند: اگر راه‌حل پس‌زمینهٔ گرانشی ناهموارتر باشد که با اینستانتون‌ها و کرم‌چاله‌ها پوشانده شده، آیا می‌تواند به‌طور طبیعی مقدار انرژی تاریک را نیز توضیح دهد؟
بیایید برخی اصطلاحات را تعریف کنیم. وقتی کیهان‌شناسان سعی می‌کنند جهان را مدل‌سازی کنند، از روش‌هایی مانند توپولوژی و نظریهٔ منیفولد استفاده می‌کنند. آن‌ها تا جایی که می‌توانند متغیرها و ایده‌های موجود را در مدل می‌گنجانند و فضاهایی برای مواردی که هنوز ناشناخته‌اند، می‌گذارند. همان‌طور که در کلاس ریاضیات دبیرستان، هدف همیشه این است که همه موارد را در هر دو طرف هر علامت مساوی یا معادل دیگر در مدل ریاضی حساب کنید.
فیزیک در مقیاس‌های مختلف هنوز به‌راحتی هم‌ساز نیست. مشاهدات دقیق آلبرت اینشتین و پیشگامانش به نظریه‌های زیبایی تبدیل شده‌اند که جهان قابل‌مشاهده و بخش‌هایی از فضا را توضیح می‌دهند؛ مکانیک کوانتومی این قطعات را به‌گونه‌ای می‌چرخاند که دیگر در یک پازل کامل جای نمی‌گیرند. در نظر گرفتن فضا‑زمان به‌عنوان منیفولد یا سطحی که توسط ریاضیات در هم‌تنیده در مقیاس بزرگ هدایت می‌شود، به فیزیک‌دانان امکان می‌دهد تا مکان صحیح جدیدی برای یک قطعه خاص از پازل پیدا کنند.
یک روش که فضا‑زمان به‌هم می‌زند، «فوم کوانتمی» نام دارد. در سطحی فوق‌العاده ریز، دانشمندان بر این باورند که حتی پدیده‌های کوانتمی نیز می‌شکسته می‌شوند و حباب‌های کوچکی ایجاد می‌کنند که در آن اصول دیگر صادق نیستند. اگر کسی می‌تواند «نویسندهٔ نویسندگان» یا «کمدین کمدین‌ها» باشد، این‌گونه به‌نوعی مکانیک کوانتومی مخرب از مکانیک کوانتومی است. و در همین فوم است که کرم‌چاله‌ها می‌توانند به‌گونه‌ای وجود داشته باشند که ایده‌های کیهانی را بدون شکستن قوانین بزرگ‌تر به‌هم پیوندند.
اصطلاح «کرم‌چاله» شاید حتی گمراه‌کننده باشد، زیرا می‌تواند به‌عنوان تونل‌ها باشد، اما ممکن است صرفاً به‌عنوان سوراخ‌هایی باشد که از ابعاد بالاتر پشت‌صحنه عبور می‌کنند. نظریهٔ منیفولد به دانشمندان امکان می‌دهد این ابعاد را اضافه کنند و حداقل سعی در منطقی‌سازی آن‌ها داشته باشند، امری که با ذهن سه‌بعدی انسان دشوار است.
به‌محض اینکه امکان وجود کرم‌چاله‌ها در فوم را بپذیریم، دانشمندان در مقاله توضیح می‌دهند که تعداد دیگری از عملیات و تبدیلات ریاضی مرتبط بر این پایه ساخته می‌شوند. راه‌حل «ثابت کیهانی مؤثر» وقتی که قضیهٔ گاوس‑بنت را اعمال می‌کنید، ظاهر می‌شود: «[T]تغییر جملهٔ گاوس‑بنت در منیفولد که به‌دلیل شکل‌گیری کرم‌چاله‌ها تغییر توپوگرافی دارد، صفر نیست.»
به عبارت دیگر، چرخش میکرو‑کرم‌چاله‌ها یک ثابت متغیر ایجاد می‌کند. و برای توجیه ثابت کیهانی مشاهده‌شده، تمام آنچه نیاز داریم «۱۰^۱۶ کرم‌چالهٔ میکروسکوپی»، یا ده‌کوادریلیون، «به از هر متر مکعب در هر ثانیه» است. دانشمندان نتیجه می‌گیرند که این مقدار کاملاً در محدودهٔ امکان‌پذیری، بر پایه برآوردها، در جایگاهی قرار دارد.